용접후열처리(PWHT)를 응력제거열처리로도 봅니다. 일단 그것만 보면, 응력제거어닐링(풀림), 저온 어닐링이라고도 하죠. 변태를 시키지 않는 열처리라 A1변태점을 넘지 않습니다. 응력이 제거되기 시작하는 온도를 450 degC 이상으로 보고, 500~600(700) degC로 가열했다가 서냉하는 것을 응력제거풀림이라고 합니다. 어닐링온도가 높을수록, 응력 손실량이 많아지므로 가열온도를 높이려 합니다. 하지만 A1 변태온도 이하여만 하므로 max.를 구태여 이야기하지 않아도 됩니다. 그럼에도, ASME B31.1의 경우는 가열온도 범위가 있고, SEC. I, SEC VIII는 범위가 없습니다. 450 degC 이상에서 장시간 사용시 creep에 의한 강도저하를 우려합니다. P no.1의 경우 그 온도 이상에서 장시간 적용되는데는 사용치 않습니다. 저함금강과, 고합금강의 경우가 적용되는데, Cr, Mo, V, W과 같은 합금원소를 함유하고 있으면, 높은 크립강도를 유지합니다. 이런 합금도 600 degC 이상에서 장시간 사용시 급격한 강도저하를 초래할 수 있습니다. 오스테나이트 스테인리스강의 경우는 600 degC 이상에서도 뛰어난 크립특성을 갖습니다. 위의 질문을 서술형태로 답변들 드렸습니다. 요즘 열처리를공부중이라, 교과서에 있는 내용을 적습니다. 제가 잘못 적은 것은 고수들께서 답변하실 것으로....

앞서 홍만화님이 좋은 의견을 주셨고, 저는 간단하게 추가 의견을 더하겠습니다. 열처리는 결국 온도와 시간의 조합에 의해 해당 조직이 최적의 기계적 특성을 갖도록 하는 조치입니다. 당연히 너무 높은 온도가 되거나 너무 오랜 시간 열처리를 하게 되면 문제가 생길 수 있습니다. 질문 1 ) 당연히 입자 조대화 뿐만 아니라 Carbide Decomposition으로 인한 문제가 생길 수 있습니다. 그래서 특별한 상황에서는 3 Cycle Simulation Test를 통해 반복된 열처리로 인한 문제가 없는지 확인하도록 요구하고 있으며, QT강의 경우에는 Tempering 온도 이상으로 노출되지 않도록 규제합니다. 질문 2) 편람의 내용중에는 논문 자료 등을 인용한 것도 많이 있습니다. 현장의 실무 단계에서는 발생하기 어렵지만, 장시간 고온에 노출하는 대신에 시간을 줄이고 온도를 높이는 방식으로 실험을 진행하기도 합니다. 그렇게 되면 앞서 언급한 바와 같이 조직 조대화나 새로운 석출물의 형성 혹은 분해 및 QT 효과의 감소등이 발생할 수 있습니다. 질문 3) Max.는 QT강에서 Tempering 온도를 제하는 내용 이이ㅗ에는 따로 제한하지는 않습니다. 높게 해서 기계적 특성이 낮아 지거나 취성이 발생하고 그에 따른 비용이 증가한다면 그렇게 할 이유는 없겠지요. 질문 4) 크리프는 고온에 장시간 노출된 강재가 항복응력보다 아주 낮은 수준의 응력하에서도 서서히 변형이 발생하는 과정을 의미합니다. 그러데 이게 응력제거 열처리 효과과 관련이 있다는 얘기는 뭔가 원문을 쓰신 분이 다른 의도를 가지고 설명하려는 내용이 있던 것으로 이해합니다. 저는 개인적으로 시중에 나와 있는 인터넷 자료들 특히 개인의 블로그나 까페 등에 올라와 있는 자료들에 신뢰를 주지 않습니다. 테크노넷에서는 다양한 기술서적을 발간하고 있으며, 용접기술사 강좌를 비롯하여 Plant Code 교육을 실시하고 있으며, 개별 회사의 요청에 따라 맞춤 교육도 진행하고 있습니다. 전문가를 통한 제대로 된 학습의 기회를 추천합니다.

좋은 답글에 조금 더 추가해 봅니다. 질문1) PWHT라도 너무 높은 온도(대략 A3선 이상 온도)에 노출되면 결정립 조대화로 인한 인성피해는 없는지? A1) Maximum PWHT temperature 는 Grain growth 억제를 위해 LCPTT (Ac1: low critical phase transformation temperature-See API 530, Table 5 or ASME B31.1, Table 129.3.2) minus 30C 기준이 주로 요구됩니다. 한편 API 934 series technical committee는 지금까지 Q-T의 T가 PWHT보다 높게 요구해 온 것에 대해 지난 10여년간 많은 연구/심사를 하여 왔습니다. 최종적으로 이것에 대한 요구 사항은 삭제하는 것으로 합의가 되었으며 최종 Standard는 다음과 같은 문귀로 적용하고 있습니다. The appropriate heat treatment shall be chosen to meet the required mechanical properties. Tempering temperature may be below, at, or above the PWHT temperature. 질문2) 편람의 내용은 개인적 생각인데 . . . 단순히 높은온도 선정으로 생산성(짧은시간)과 경제성(가스 등 연료)만 도움이 되는지? A2) 위의 답글에서 이미 언급된 바와 같이 Holding temperature-time의 함수에 의해 강도의 저하를 가져올 수 있습니다. Larson-Miller Parameter(LMP) 나 Hollomon-Jaffe Parameter (HJP) 와 관련한 자료를 참조하세요. (e.g., API 530, WRC Bulletin 541, API 579-1/ASME FFS-1, etc.) 한편, Minimum holding temperature를 적당히 높은 온도로 올리면 잔류응력을 보다 완벽히 제거할 수 있기 때문에 EAC (environmentally assisted cracking) service에서 사용되는 CS 기기는 ASME BPVC의 Minimum holding temperature 보다 +50F (약 27C이상) 을 적용하도록 관련 API & NACE standards는 공통으로 적용하고 있습니다. EAC에 적용하는 경우, 대개 Low temperature & extended holding time은 적용하지 않습니다. 질문3) CODE에 P-No.별로 PWHT Holding 온도의 min. 만 제시하는데 max.의 규정은 없는지? A3) ASME BPVC 는 Maximum temperature를 규정하고 있지는 않습니다. 따라서 일반적으로 Project specification에서 위의 A1)에서 제시한 바와 같은 제한을 두고 있습니다. 질문4) 크리프의 어느정도의 단계가 응력완화의 영향을 미치는지? A4) API 530의Stress Curves, Larson-Miller Parameter vs. Stress Curves 그리고 Rupture Exponent vs. Temperature Curves를 참조하시기 바랍니다. 일반적으로 Creep range는 운전 온도 기준으로 재료별 특정 온도 이상일 때 고려되고 있습니다. (See API 530, API 579-1/ASME FFS-1, API RP571, ASME B16.5, etc.) 추가로, ASME B31.1 & 31.3 등에서는 Weld Joint Strength Reduction at Elevated Temperature을 설계에 반영토록하고 있습니다.

감사합니다. 많은 도움 되었습니다.